陳霞

根據(jù)化學(xué)發(fā)展史可知，先有化學(xué)實(shí)驗(yàn)，后在其基礎(chǔ)上形成了化學(xué)科學(xué)系統(tǒng)。化學(xué)是一門在自然科學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的實(shí)驗(yàn)科學(xué)。無(wú)論是課堂演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，高中化學(xué)教師在教學(xué)過(guò)程中的合理利用可以激發(fā)學(xué)生興趣、提高學(xué)習(xí)效率、培養(yǎng)科研精神。正因如此，每個(gè)版本的高中化學(xué)教科書中都安排有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。為了讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)流程，一般書中都有完整的實(shí)驗(yàn)方案。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)以及具體實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生掌握貫穿實(shí)驗(yàn)中的化學(xué)知識(shí)。但在實(shí)際操作過(guò)程中，教科書中提供的實(shí)驗(yàn)方案或多或少存在缺陷，不利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，許多一線教師根據(jù)長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)出很多創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。不過(guò)當(dāng)前有很多教師的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新雖然彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案的諸多不足，但也隱藏著更大的缺陷，那就是“實(shí)際操作價(jià)值”。價(jià)值的創(chuàng)造和獲得也包括價(jià)值的選擇，如何讓教師的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)獲得最大價(jià)值，本文就該話題進(jìn)行探討，望能有助于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展。

一、創(chuàng)新必須堅(jiān)持合理的價(jià)值取向

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，應(yīng)該完善實(shí)驗(yàn)本身，比如更易操作、現(xiàn)象更明顯等。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、形成科學(xué)態(tài)度，提升學(xué)生的基本素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，應(yīng)該幫助教師提升再創(chuàng)造能力。此時(shí)明確實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新目的，才能準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的方向，創(chuàng)造價(jià)值。

1.創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)

人們依靠創(chuàng)新意識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造活動(dòng)，它是再創(chuàng)造的內(nèi)在動(dòng)力，是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造的必要條件。根據(jù)資料表明，學(xué)生時(shí)代培養(yǎng)和開發(fā)創(chuàng)新意識(shí)效果俱佳。教材中的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)都有詳細(xì)的實(shí)施步驟，也是物質(zhì)制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中接近最佳的方案。教師對(duì)書本提供的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，也是讓學(xué)生知道“盡信書不如無(wú)書”，明白“最佳”也可以更加優(yōu)化的。在創(chuàng)新設(shè)計(jì)的潛移默化下，學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)必然得到提高。

2.科學(xué)精神的形成

求真、求實(shí)、求新、求變的基本素養(yǎng)才是科學(xué)精神。進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析內(nèi)在原因，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論本來(lái)就是“求真、求實(shí)”。

例如，在濃硫酸催化條件下，制備乙烯不僅需要控制溫度為170℃，且驗(yàn)證乙烯的化學(xué)性質(zhì)還需要進(jìn)一步的凈化。因?yàn)樵谥苽溥^(guò)程中，會(huì)生成SO2這樣的雜質(zhì)氣體。如果直接通入酸性高錳酸鉀溶液，根據(jù)褪色現(xiàn)象說(shuō)明乙烯的化學(xué)性質(zhì)就有違于科學(xué)精神。因此在化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神最重要、最直接的方法。

3.綠色化學(xué)的體現(xiàn)

很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)都會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有污染的有害物質(zhì)，此時(shí)除去有害物質(zhì)或者變害為寶就能充分體現(xiàn)“綠色化學(xué)”，實(shí)現(xiàn)人類自身和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。其實(shí)從教材的改版我們也看到了“綠色化學(xué)”的價(jià)值取向，例如，教材刪除了實(shí)驗(yàn)室制取“硫化氫”的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)椤傲蚧瘹洹焙瑒《荆词拐麄€(gè)實(shí)驗(yàn)室制備過(guò)程處于通風(fēng)狀態(tài)減少了對(duì)課堂上師生身體的直接危害，但是硫化氫在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中排入大氣會(huì)造成大氣污染，教材中也刪除了對(duì)人體危害性較大的“苯的硝化反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)。人教版改版的這一舉措給我們的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新指明了方向，我們實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新必須堅(jiān)持安全、綠色、環(huán)保的價(jià)值取向。

例如，在進(jìn)行銅和稀硝酸的反應(yīng)時(shí)，如果根據(jù)書本上的裝置會(huì)讓大量NOx排放到空氣中，污染環(huán)境。很多教師會(huì)在反應(yīng)裝置后添加一個(gè)裝有NaOH溶液的試劑瓶吸收尾氣。也有些教師采用注射器作為容器，將銅絲置于注射器中，將注射器針頭插入橡皮塞，吸進(jìn)稀硝酸后完成實(shí)驗(yàn)。整套裝置密封性極好，提別是產(chǎn)生的NO是無(wú)色氣體氣體，能夠長(zhǎng)時(shí)間存在，便于觀察。這種創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)才是具有價(jià)值的綠色實(shí)驗(yàn)。

二、選擇科學(xué)手段體現(xiàn)創(chuàng)新的價(jià)值取向

為了滿足需要，手段是創(chuàng)造價(jià)值需要的條件。教師在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新過(guò)程中，自然包括了如何正確選擇科學(xué)的手段實(shí)現(xiàn)價(jià)值。

1.讓實(shí)驗(yàn)操作變得更簡(jiǎn)單、明晰

實(shí)驗(yàn)裝置變得更為簡(jiǎn)單，操作更簡(jiǎn)捷，實(shí)驗(yàn)時(shí)間更短，現(xiàn)象更明顯等等這樣的創(chuàng)新是有價(jià)值的，也是我們實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的目標(biāo)所在。無(wú)論是課堂演示或者學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，都要考慮課堂的完整性，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)都要比書本步驟更適合課堂教學(xué)，不能一味的追求“新”而缺乏“質(zhì)”。

例如在展示苯的燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，苯是有毒物質(zhì)，取樣太多污染環(huán)境且燃燒時(shí)產(chǎn)生濃濃的黑煙。此時(shí)教師可以取幾滴苯的樣品，滴于粉筆上，實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)潔明了，現(xiàn)象易觀察。

再如，驗(yàn)證鎂條在空氣中燃燒時(shí)不僅有氧化鎂生成，還伴有較多的氮化鎂。氮化鎂與氧化鎂相比，有特殊的化學(xué)性質(zhì)，其與水反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氨氣。該實(shí)驗(yàn)的測(cè)試就是利用將燃燒產(chǎn)物與水反應(yīng)，最后驗(yàn)證是否有氨氣的生成，進(jìn)而證明氮化鎂的存在。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意一些小細(xì)節(jié)，否則現(xiàn)象非常不明顯。首先點(diǎn)燃鎂條時(shí)用的坩堝底較深，這樣減緩空氣的流動(dòng)，增加鎂條與N2的反應(yīng)，減少氧氣的反應(yīng)。其次，盡管如此，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的氮化鎂還是相當(dāng)少的，燃燒反應(yīng)可以將兩塊表面皿相扣。濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙沾在上面的表面皿上，把燃燒產(chǎn)生的固體放于下面的表面皿，作為反應(yīng)室，加上水，迅速扣上。這樣很容易觀察到試紙變藍(lán)。

2.讓實(shí)驗(yàn)裝置、操作變得更巧妙，創(chuàng)新彰顯趣味性

創(chuàng)新未必需要推導(dǎo)重來(lái)，也許創(chuàng)新就僅僅是一個(gè)小小的改變，卻讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更為清晰，讓學(xué)生更容易記住實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中蘊(yùn)含的本質(zhì)特征。

例如在進(jìn)行過(guò)氧化鈉與水的實(shí)驗(yàn)時(shí)，很多老師會(huì)采用“滴水生火”的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。在一團(tuán)脫脂棉中包裹少量過(guò)氧化鈉固體，放置于石棉網(wǎng)上，再滴入2滴～3滴水，可以看到棉花最終燃燒起來(lái)。這個(gè)創(chuàng)新是極小的改變，卻讓學(xué)生一下子就記住了這個(gè)反應(yīng)的特征。

再如，教材上在制取乙炔通常采用的是用電石與飽和食鹽水反應(yīng)。由于反應(yīng)較為劇烈，為防止反應(yīng)產(chǎn)生的泡沫沖入導(dǎo)管發(fā)生堵塞，常常在導(dǎo)管口處塞上棉花。筆者在教學(xué)過(guò)程中對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下的改進(jìn)：先在一支大試管中加入約1/5的食鹽水，然后在試管口塞上脫脂棉，在脫脂棉的上方放一塊電石。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，稍微傾斜試管，充分讓水分浸潤(rùn)脫脂棉。再試管豎直，反應(yīng)中不會(huì)產(chǎn)生泡沫，氣量也較為平穩(wěn)，這是因?yàn)樵诿撝拗械乃c電石均勻地發(fā)生反應(yīng)。

3.讓實(shí)驗(yàn)消耗更節(jié)省

化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往是消耗型的，如果我們能夠盡可能在不影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察和結(jié)論得到的基礎(chǔ)做到節(jié)約的話，那也充分體現(xiàn)了創(chuàng)新的價(jià)值。

例如，在實(shí)驗(yàn)需要的試劑比較貴、量比較大時(shí)，如果能夠減少用量或找到價(jià)格相對(duì)低廉的替代品；化學(xué)儀器有很多是易碎的玻璃器材，如果能夠減少器材的破損率等等，都是節(jié)約有助于實(shí)驗(yàn)消耗的創(chuàng)新之舉，如教材中用氯化銨與氫氧化鈣反應(yīng)來(lái)制取氨氣的實(shí)驗(yàn)，試管的破損率比較大，筆者在實(shí)驗(yàn)中嘗試著用硫酸銨與氫氧化鈣，即用氯化銨與氫氧化鈣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試管破損率大大降低。

（收稿日期：2014-09-24）